論超長鋼筋混凝土結構無縫設計及施工技術

論超長鋼筋混凝土結構無縫設計及施工技術本文采用理論與實例相結合，分析超長鋼筋混凝土結構所存在的，伸縮縫間距設縫問題。并驗證無縫設計施工技術的成功應用。

1前言

超長結構是指鋼筋混凝土建筑物長度超過了《混凝土結構設計規(guī)范》所規(guī)定的伸縮縫最大間距的結構。其伸縮縫設置主要是考慮混凝土長期經(jīng)受熱脹冷縮，干燥收縮和施工期間水泥水化熱的影響而采取的有效對應措施。超長結構中能否采用無縫設計施工，以代替原有設伸縮縫后澆帶施工是企業(yè)期待解決的新課題，亦是結構設計人員需要探討和解決的技術問題。

2受力結構保持平衡、穩(wěn)定，需要設置合理伸縮縫

裂縫是影響建筑結構正常使用極限狀態(tài)的重要因素。裂縫產(chǎn)生的原因主要是由溫度、收縮、基礎不均勻沉降等引起的變形作用。其引起的裂縫涉及到結構設計、地基基礎、施工技術、材料質(zhì)量、環(huán)境影響等方面。伸縮縫允許間距為30m～55m(室內(nèi)或土中長墻，剪力墻及框架)，露天條件下為20m～35m。伸縮縫或后澆帶可以有效地控制裂縫，但是對于承受很大溫差和收縮作用的現(xiàn)澆樓板、大截面梁、剪力墻及長墻等約束度較高的結構，裂縫的概率仍然很高。

采用后澆帶取代永久伸縮縫時，由于后澆帶中清理垃圾困難，接縫不密實，防水性差，后期可能會形成兩條裂縫，因此后澆帶的構造很重要。后澆帶的間距不宜過長(30m左右)，填充封閉時間間隔不宜過短，以能將總降溫及收縮變形進行一半以上為準。從干硬性混凝土改為流動性混凝土的收縮量來看，估計3個～6個月方能取得明顯效果，最短不少于45d，在軟土地區(qū)，填充時間在封頂以后，方可有效地釋放差異沉降的應力。也是根據(jù)“抗放兼?zhèn)?，以放為主”的原則，利用UEA補償混凝土作為結構材料，在硬化過程中產(chǎn)生的膨脹作用，由于鋼筋和鄰位約束，在結構中建立小量預壓應力σc，考慮結構的安全，膨脹量不宜過大，且在硬化14d內(nèi)基本結束。

底板的厚度(高度)遠小于長、寬方向尺寸，當H／L≤0.2時，板在溫度收縮變形作用下，離開端部區(qū)域全截面受拉應力比較均勻，在地基約束下，出現(xiàn)水平法向應力σx，這是引起垂直分裂的主要應力。當水平法向應力σxmax超過混凝土抗拉強度f1時，在中部出現(xiàn)第一條垂直裂縫，一分為二，每塊水平應力重新分布為σx，如果σx>ft，則形成第二批裂縫，這種有序性裂縫常在工程中見到。

3取消后澆帶，代之以膨脹加強帶新技術施工，優(yōu)化施工操作程序

只有在較短的間距范圍對削減溫度收縮應力EaT起作用，超過一定長度后即使設后澆帶也沒有用，削減σxmax有效間距為40m～60m，這也是膨脹加強帶間距范圍。UEA混凝土在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用，在鋼筋和鄰位的約束下，鋼筋受拉，混凝土受壓，為了達到兩者的平衡，須調(diào)整UEA摻量，使混凝土獲得不同比例的預壓應力，達到收縮應力等于膨脹預壓應力。

在σxmax部位給予較大膨脹應力σc，在兩側給予較小的膨脹應力，全面地補償結構的收縮應力，控制有序性裂縫的出現(xiàn)，這是取消后澆帶的依據(jù)。補償收縮混凝土在水中養(yǎng)護14d的限制膨脹率≥0.015％，其測定方法是用100mm×100mm×300mm試件中間預埋φl0限制鋼筋骨架，當混凝土強度達到(3～5)MPa時脫模，用千分表測長儀測定初始長度，然后放入水中7d，14d測定其伸長率，防水工程的底板混凝土的限制嘭脹率ε2=0.02％～0.025％，側墻ε2=0.03％～0.035％；后澆帶或膨脹加強帶的限制膨脹率ε2=0.035％～0.045為宜，要求混凝土膨脹率相當于0.035％～0.045％，強度等級提高5MPa，要摻入14％～15％UEA膨脹劑才能達到。

鈣礬石膨脹對混凝土結構有微小破壞，7d抗壓強度比普通混凝土下降10％左右屬正?，F(xiàn)象，28d強度完全能達到設計強度，摻膨脹劑混凝土下降10％左右屬正?，F(xiàn)象。28d強度完全能達到設計強度，摻膨脹劑混凝土7d抗壓強度達到28d試配強度的70％便可達標。

4工程施工采用膨脹加強帶的應用實例

以上所述，是從理論上認識結構裂縫的成因及消除有害裂縫的對應措施，以下所介紹的是筆者的應用實例。某大型商住樓，其中第一期工程建筑總面積為28萬m2、2層地下室，長230m，寬150m。首層一二層裙房為商業(yè)用途，五棟三十二層塔樓為住宅，初步設計為伸縮縫后澆帶，將整個平面分割成多個施工板塊，以后澆帶分隔。其具體施工措施如下：有防水要求的UEA無縫設計，在應力集中的σxmax位置(見圖1)，設置一度混凝土膨脹加強帶，寬度2m，帶的兩側鋪設密孔鐵絲網(wǎng)，并用立筋(φ8@100)加固。施工時，加強帶以外部分采用摻10％～l2％UEA微膨脹混凝土[膨脹率約(2-3)10x-4]，澆至加強帶時，改用摻14％～15％UEA的大膨脹混凝土[膨脹率約(4～6)10×-4]，其混凝土強度等級比兩側高C0.5，到另一側時，又改為澆注摻10％～12％UEA微膨脹混凝土。

如果混凝土供應或施工力量達不到連續(xù)作業(yè)要求時，可以采用“圖2”的“間歇式無縫施工法?！奔訌妿б粋雀臑榕_階式，施工縫鑿毛清洗后，用摻14％～15％UEA的混凝土澆入后澆帶，隨后用微膨脹混凝土澆在加強帶另外一側。

對受大氣溫度和風速影響較小，保溫、保濕、養(yǎng)護操作較為容易的地下室，水池等防水結構的底板和多高層建筑的樓板，可采用“圖1”的無縫設計，對于邊墻，由于薄而暴露面大，立面養(yǎng)護困難，易受風速和溫差的影響，則宜用“圖3”的后澆加強帶，分段澆筑墻體，等14d后再用摻14％～15％UEA的大膨脹混凝土回填。

對于柱與剪力墻連在一起的，由于柱截面和配筋率比墻體大很多，往往在相連部位出現(xiàn)過大的應力集中而開裂，為分散應力，在此處增設水平加強筋φ8～10@100，長度1000，其中200mm插入柱中，800mm插入墻中。由于墻體一般拆模早，養(yǎng)護困難，受溫度影響大，水分蒸發(fā)速度快，容易開裂。為了控制溫差和干縮引起的垂直裂縫，墻體的水平構造筋的配筋率不應小于0.5％，適當增加墻體厚度，并使用螺紋鋼φ10～φ16，鋼筋間距宜用150mm，不宜過大。

5結束語

由于正確按照超長結構無